Podczas II wojny światowej większa część dokumentacji muzeum przepadła w pożarze, a pod koniec 1944 roku ustały prace badawcze i publikacje naukowe. W tym samym roku kolejnym dyrektorem placówki został Nikoła Mawrodinow (1904–1958), za czasów którego (w 1949 roku) powstała nowa instytucja – Narodowy Instytut Archeologiczny z Muzeum, który stał się częścią Bułgarskiej Akademii Nauk (bułg. Българска академия на науките, w skrócie БАН).
W 1948 roku wyodrębniono zbiory sztuki i przekazano do nowo-utworzonej Galerii Sztuki.
Gmach muzeum Siedziba muzeum znajduje się w gmachu dawnego meczetu – największego i najstarszego meczetu z okresu Imperium Osmańskiego w Sofii – meczetu Wielkiego Mahmuda Paszy (1420–1474), wezyra sułtana Mehmeda II Zdobywcy (1432–1481). Budowa obiektu rozpoczęła się z inicjatywy wielkiego wezyra w 1451 roku, a zakończyła w 1495 roku, dwadzieścia lat po jego śmierci. Wokół meczetu wzniesiono szereg innych budynków w duchu tradycji osmańskiej.
Meczet powstał na planie kwadratu o boku 36,6 m orientowanego na cztery strony świata. Cztery filary z pilastrami dzielą tę powierzchnię na dziewięć równych kwadratów, przy czym każdy zwieńczony jest kopułą. Wszystkie kopuły mają taką samą średnicę, ale kopuły środkowe są wyższe.